(2014届上海市六校高三第二次联考化学试卷)
来源:学生作业帮 编辑:搜搜做题作业网作业帮 分类:化学作业 时间:2024/08/05 20:00:29
(2014届上海市六校高三第二次联考化学试卷) 铁盐、亚铁盐在工农业生产、生活、污水处理等方面有着极其广泛的应用. (一)用铁屑与硫酸反应制备FeSO 4 已知4Fe 2+ +O 2 +4H + = 4Fe 3+ +2H 2 O。FeSO 4 在水中的溶解度见图。 (1)首先,将铁屑放入碳酸钠溶液中煮沸除油污,分离出液体,用水洗净铁屑。此步骤中,分离出液体的方法通常不用过滤,使用的操作是____________(填写操作名称)。 (2)向处理过的铁屑中加入适量的硫酸,在一定温度下使其反应到不再产生气体,趁热过滤,得FeSO 4 溶液。此处:硫酸浓度应选择
(3)亚铁盐在空气中易被氧化,但形成复盐可稳定存在。如“摩尔盐”,即硫酸亚铁铵[(NH 4 ) 2 SO 4 •FeSO 4 •6H 2 O],就是在FeSO 4 溶液中加入少量稀H 2 SO 4 溶液,再加入饱和(NH 4 ) 2 SO 4 溶液,经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等一系列操作后所得。过程中稀硫酸的作用是 。 (二)用含有少量Al的废铁屑制备Fe 2 (SO 4 ) 3 其操作流程及有关资料如下:
(4)加NaHCO 3 时,混合液pH值应控制在_______________________。 (5)反应Ⅱ中反应的离子方程式是:___________________。 (6)实际生产中,将反应Ⅱ产生的NO配比一种气体X,混合后重新通入反应Ⅱ中,该设计的目的是________,气体X与NO配比的比例是_____________。 |
(1)倾析
(2)C ; 60℃左右;防止硫酸亚铁晶体析出;>
(3)抑制Fe 2+ 、NH 4 + 的水解
(4)4.4~7.5
(5)3Fe 2+ +NO 3 - +4H + =3Fe 3+ +NO↑+2H 2 O
(6)节约Fe(NO 3 ) 3 、防止NO污染(同理即可); 3:4
(1)首先,将铁屑放入碳酸钠溶液中煮沸除油污,分离出液体,用水洗净铁屑。此步骤中,由于Fe屑沉在容器的底部,溶液在上部,所以分离出液体的方法通常不用过滤,使用的操作是倾析法。
(2)在室温下,Fe在浓硫酸中会发生钝化现象。在10moL/L硫酸中容易发生氧化还原反应产生硫酸铁和SO 2 和水。不能得到硫酸亚铁。所以要用3moL/L硫酸。选项为C。由于FeSO 4 在60℃左右溶解度最大,所以温度宜控制在60℃左右。为防止硫酸亚铁晶体析出,加热的同时需适当补充水。为了防止在加热的过程中Fe 2+ 被氧化为Fe 3+ ,Fe粉应该稍微过量一些。所以反应中应保持n(Fe)/n(H 2 SO 4 )>1。
(3)在制取摩尔盐如硫酸亚铁铵[(NH 4 ) 2 SO 4 •FeSO 4 •6H 2 O]的过程,就是在FeSO 4 溶液中加入少量稀H 2 SO 4 溶液,再加入饱和(NH 4 ) 2 SO 4 溶液,经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等一系列操作后所得。过程中稀硫酸的作用是为了抑制Fe 2+ 、NH 4 + 的水解,防止产物不纯。
(4)含有少量Al的废铁屑硫酸溶解得到硫酸铝、硫酸亚铁、硫酸铁。为了除去杂质Al 3+ 、Fe 2+ .要加NaHCO 3 时,来调节混合液pH值。Al(OH) 3 沉淀完全的pH为4.4,而Fe(OH) 2 开始形成沉淀的pH为应控制在7.5。若把混合液pH值控制在4.4~7.5,就可以使Al(OH) 3 沉淀完全但Fe元素都留在溶液中。
(5)当向含有FeSO 4 、Fe 2 (SO 4 ) 3 溶液中加入Fe(NO 3 ) 3 和H 2 SO 4 时也就相当于加入了稀硝酸。发生氧化还原反应。在反应Ⅱ中反应的离子方程式是:3Fe 2+ +NO 3 - +4H + =3Fe 3+ +NO↑+2H 2 O。
(6)由于在室温下会发生反应:2NO+O 2 =2NO 2 ;3NO 2 +H 2 O =2HNO 3 +NO。叠加得到总方程式为4NO+3O 2 +2H 2 O =4HNO 3 。所以实际生产中,将反应Ⅱ产生的NO配比一种气体O 2 ,混合后重新通入反应Ⅱ中,该设计的目的是节约Fe(NO 3 ) 3 、防止NO污染。根据上述总方程式可以看出气体O 2 与NO配比的比例是3:4。
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